Nel 1990 conosce Beniamino Andreatta - si legge sul suo sito - e diventa ricercatore dell’Arel, l’Agenzia di ricerche e legislazione di cui è segretario generale dal 1993. Nello stesso anno il primo contatto con le istituzioni. Segue infatti Andreatta, come capo della sua segreteria, al Ministero degli Esteri, nel governo Ciampi. Proprio Ciampi lo chiama nel 1996 al Ministero del Tesoro come segretario generale del Comitato per l’euro. Dal gennaio 1997 al novembre 1998 è vicesegretario del Partito popolare italiano. Nel novembre del 1998, con il primo governo D’Alema, diventa a 32 anni ministro per le Politiche comunitarie. È il più giovane ministro della storia repubblicana e batte Andreotti, ministro a 35 anni.

Nel 2000 è ministro dell’Industria, Commercio e Artigianato nel secondo governo D’Alema. Incarico che conserva, con il governo Amato, per il quale è anche ministro del Commercio con l’Estero fino al 2001. Nel 2001 diventa deputato per la prima volta e s’iscrive alla Margherita.Nel giugno 2004 rassegna le dimissioni dalla Camera e, da capolista dell’Ulivo, viene eletto deputato europeo per la circoscrizione Italia Nord-Est (circa 173.000 voti). Nella XV Legislatura torna deputato della Repubblica italiana e tra il 17 maggio 2006 e l’8 maggio 2008 è sottosegretario di Stato alla Presidenza del Consiglio dei ministri nel governo Prodi.Nel 2007 si candida alla segreteria del neonato Partito democratico ottenendo, con le primarie del 14 ottobre, oltre l’11% dei consensi (391.775 voti). Nelle elezioni del 13 e 14 aprile 2008, capolista PD nella Circoscrizione Lombardia 2, viene eletto alla Camera dei deputati.  Poche settimane Walter Veltroni lo chiama a far parte del governo ombra del PD in qualità di responsabile Welfare. Nel 2009, in occasione del Congresso del Partito democratico, decide di appoggiare Pier Luigi Bersani e la mozione che lo sostiene. Il 9 novembre 2009 – dopo le primarie che eleggono Bersani segretario nazionale – viene nominato all’Assemblea nazionale, ad amplissima maggioranza, vicesegretario unico del Partito Democratico. Alle elezioni politiche del 2013 è capolista del partito Democratico alla Camera dei Deputati nelle Marche e in Campania.Dal 2004 è vicepresidente di Aspen Institute Italia. Ha svolto attività di insegnamento e di ricerca presso la Scuola superiore S. Anna di Pisa e l’Haute Ècole de Commerce di Parigi. Nel 2005 fonda veDrò, nel 2007 l’Associazione TrecentoSessanta.